WO2011128975A1 - 遠心圧縮機 - Google Patents

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diffuser
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side chamber
blade
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Inventor
正和 田畑
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トヨタ自動車株式会社
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/40—Casings; Connections of working fluid
    • F04D29/42—Casings; Connections of working fluid for radial or helico-centrifugal pumps
    • F04D29/44—Fluid-guiding means, e.g. diffusers
    • F04D29/46—Fluid-guiding means, e.g. diffusers adjustable
    • F04D29/462—Fluid-guiding means, e.g. diffusers adjustable especially adapted for elastic fluid pumps
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2250/00—Geometry
    • F05D2250/50—Inlet or outlet
    • F05D2250/52—Outlet

Definitions

  • the present invention relates to a centrifugal compressor in which vane blades can be freely moved in and out of a diffuser passage.
  • a technique is disclosed in which a vane blade is integrated with a diaphragm, the fluid pressure in the diaphragm is adjusted, the diaphragm is deformed, the deformation of the diaphragm is transmitted to the vane blade, and the vane blade is allowed to appear and disappear in the diffuser passage.
  • Patent Document 1 when the operation flow rate of the centrifugal compressor is a small flow rate, the vane blades are projected into the diffuser passage, and when the operation flow rate of the centrifugal compressor is a large flow rate, the vane blades are buried in the diffuser passage wall. Yes.
  • the thickness of the diaphragm varies, or the hardness of a part of the diaphragm is different, and the diaphragm cannot be accurately deformed.
  • the protruding direction of the vane wing deviates from the specified direction. If the protruding direction of the vane blade deviates from the specified direction, the vane blade may bite into the peripheral edge of the slit that causes the vane blade to protrude into the diffuser passage. In addition, the friction when the vane blade passes through the slit increases, and the vane blade may be worn or the driving force for operating the vane blade may increase.
  • the present invention has been made in view of the above circumstances, and it is an object of the present invention to provide a technique for avoiding that a protruding direction of a vane blade deviates from a specified direction due to deformation of a deformation member in a centrifugal compressor.
  • the present invention Vane wings that can freely move in the diffuser passage, A space provided in a diffuser passage wall in which the vane blade is buried; The space is partitioned into a diffuser side chamber and an anti-diffuser side chamber, and the volume of the anti-diffuser side chamber is deformable so that the volume of the anti-diffuser side chamber is increased.
  • a centrifugal compressor comprising: The vane blade and the deforming member are separate bodies, and only the displacement in the specified direction at the portion where the deforming member contacts the vane blade due to deformation when the volume of the anti-diffuser side chamber is increased acts on the vane blade. It is a centrifugal compressor.
  • the portion of the deformable member that contacts the vane blade not only displaces in a specified direction in which the vane blade projects into the diffuser passage, but also in a direction other than the specified direction. May also be displaced. At this time, if the portion of the deformable member that contacts the vane blade is integrated with the vane blade, the vane blade may move in a direction other than the specified direction instead of the specified direction as the deformable member is deformed. .
  • the vane blade and the deformable member are separate bodies. For this reason, the displacement in the direction other than the specified direction in the portion of the deformable member that contacts the vane blade only shifts the portion of the deformable member that contacts the vane blade relative to the vane blade, and does not act on the vane blade.
  • the vane wing becomes difficult to move in directions other than the specified direction.
  • only the displacement in the specified direction of the portion of the deformable member that contacts the vane blade acts on the vane blade and moves the vane blade in the specified direction. Therefore, it is possible to prevent the protruding direction of the vane blade from deviating from the specified direction due to deformation of the deformable member.
  • a biasing member that biases the vane blade to be buried in the diffuser passage wall;
  • a stopper that positions the vane blades against the biasing of the biasing member when the amount of protrusion of the vane blades into the diffuser passage is a predetermined amount or less; Further comprising
  • the deformable member may be separable from the vane blade positioned by the stopper by reducing the volume of the anti-diffuser side chamber.
  • the predetermined amount is an amount that can correspond to a case where the operation flow rate of the centrifugal compressor is a large flow rate if the amount of protrusion is less than the predetermined amount.
  • the deformable member when the protrusion amount of the vane blade into the diffuser passage is equal to or less than the predetermined amount, the deformable member can be separated from the vane blade positioned by the stopper. As a result, heat transfer from the vane blade to the deformable member can be avoided. Therefore, it is possible to prevent the deformable member from being thermally deteriorated due to heat transfer from the vane blade.
  • the centrifugal compressor When the centrifugal compressor is operated so as to make the gas flow at a high flow rate and a high supercharging pressure, it is preferable to reduce the volume of the anti-diffuser side chamber until the deforming member and the vane blade positioned at the stopper are separated from each other. .
  • the centrifugal compressor When the centrifugal compressor is operated so as to make the gas flow at a high flow rate and a high supercharging pressure, the gas flowing through the diffuser passage becomes hot, and the vane blade buried in the diffuser passage wall is also hot. . In this case, the volume of the anti-diffuser side chamber is reduced until the deformable member and the vane blade positioned by the stopper are separated from each other, so that the deformable member and the vane blade are separated from each other, and heat is transferred from the high-temperature vane blade to the deformable member. Can be avoided.
  • the centrifugal compressor in the centrifugal compressor, it is possible to prevent the protruding direction of the vane blade from deviating from the specified direction due to deformation of the deformable member.
  • FIG. 1 It is a figure which shows schematic structure of the centrifugal compressor which concerns on Example 1 of this invention. It is a figure which shows the infestation state of the vane blade
  • FIG. It is a figure which shows the problem of the conventional vane blade. It is a figure which shows the characteristic of the vane blade
  • FIG. 1 shows schematic structure of the centrifugal compressor which concerns on Example 1 of this invention. It is a figure which shows the infestation state of the vane blade
  • FIG. It is a figure which shows the problem of the conventional vane blade. It is a figure which shows the characteristic of the vane blade
  • FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a centrifugal compressor according to Embodiment 1 of the present invention.
  • a centrifugal compressor 1 shown in FIG. 1 includes a scroll casing 2, and includes an impeller 3 at the center of the axis in the scroll casing 2. Air as gas flowing into the centrifugal compressor 1 is guided by the blades 4 provided at equal intervals in the circumferential direction of the impeller 3 and flows into the diffuser passage 5 provided on the outer peripheral side of the impeller 3.
  • the diffuser passage 5 is sandwiched between the diffuser passage walls which are a part of the scroll casing 2.
  • One diffuser passage wall on the left side of FIG. 1 is composed of a plate-like diffuser plate 6 and is separate from the casing body.
  • a space 7 that can be covered with the diffuser plate 6 is provided in the diffuser passage wall where the diffuser plate 6 is disposed.
  • the space 7 has a hollow cylindrical shape, and can accommodate a vane blade 8 that can freely move in and out of the diffuser passage 5.
  • the vane blade 8 includes an annular disk 9 and a plurality of blade parts 10 that are fixed to the disk 9 at one end and spaced apart in the circumferential direction.
  • the diffuser plate 6 is formed with a slit 11 into which the blade portion 10 of the vane blade 8 is inserted.
  • the blade portion 10 of the vane blade 8 protrudes from the slit 11 into the diffuser passage 5.
  • the disk 9 of the vane blade 8 is separated from the diffuser plate 6 (diffuser passage 5), the blade portion 10 is guided by the slit 11 and stored in the space 7, and the vane blade 8 is buried in the diffuser passage wall.
  • a diaphragm 12 is arranged as a deforming member that divides the space 7 into a diffuser side chamber 7a and an anti-diffuser side chamber 7b and deforms the volume of the anti-diffuser side chamber 7b so as to be changeable.
  • the diaphragm 12 is an annular shape that can swell in the direction of the diffuser side chamber 7 a, is made of a rubber-like elastic body so as to be elastically deformable, and an outer edge and an inner edge are hermetically fixed to the wall of the space 7.
  • the diaphragm 12 can swell the disk 9 of the vane blade 8 toward the diffuser passage 5 by expanding the anti-diffuser side chamber 7b.
  • the diaphragm 12 and the disk 9 are separate bodies. If the diaphragm 12 is not deformed to expand, the diaphragm 12 and the disk 9 are separated from each other. That is, the diaphragm 12 can be separated from the disk 9 of the vane blade 8 positioned at the stopper 13 by reducing the volume of the anti-diffuser side chamber 7b.
  • the diffuser side chamber 7a in the space 7 is provided with a compression spring 14 as a biasing member that biases the disk 9 of the vane blade 8 so that the vane blade 8 is buried in the diffuser passage wall.
  • the compression spring 14 is compressed in the diffuser side chamber 7a and urges the disk 9 in the direction opposite to the direction of the diffuser passage 5.
  • the centrifugal compressor 1 of the present embodiment is provided with a fluid pressure adjusting mechanism 15 that applies fluid pressure to the anti-diffuser side chamber 7b. Between the fluid pressure adjusting mechanism 15 and the anti-diffuser side chamber 7b, a fluid passage 16 is provided to allow fluid to flow from the fluid pressure adjusting mechanism 15 to the anti-diffuser side chamber 7b.
  • FIG. 2A and 2B are diagrams illustrating a state in which the vane blades appear and disappear according to the present embodiment, in which FIG. 2A illustrates a state in which the vane blades protrude into the diffuser passage, and FIG. 2B illustrates a state in which the vane blades protrude from the diffuser passage. Shows the state buried in the wall.
  • the fluid pressure adjusting mechanism 15 causes the fluid to flow into the anti-diffuser side chamber 7b to pressurize the anti-diffuser side chamber 7b, and the diaphragm 12
  • the volume of the anti-diffuser side chamber 7b is increased by deforming it.
  • the diaphragm 12 is displaced and presses the disk 9 of the vane blade 8, so that the disk 9 moves in the specified direction of the arrow A shown in FIG. 2 so that the blade portion 10 of the vane blade 8 projects into the diffuser passage 5.
  • the blade portion 10 of the vane blade 8 protrudes from the slit 11 into the diffuser passage 5.
  • FIG. 3 is a diagram showing a problem of a conventional vane blade.
  • the portion of the diaphragm that contacts the vane blade disk not only displaces in a specified direction that causes the vane blade disk to protrude into the diffuser passage. , It may also be displaced in directions other than the prescribed direction.
  • the vane blade also moves along the specified direction of the broken arrow in accordance with the expansion of the diaphragm of the arrow B shown in the figure. Instead, it may move in a direction other than the prescribed direction of the arrow B shown in the figure.
  • the protruding direction of the vane blade wing part may deviate from the specified direction, and the vane blade wing part may bite into the peripheral edge of the slit and stop moving.
  • the vane blade part does not bite, it is rubbed against the peripheral edge of the slit, and the friction at that time increases, resulting in wear of the vane blade part and an increase in the driving force of the fluid pressure adjusting mechanism. May end up.
  • FIG. 4 is a diagram showing the characteristics of the vane blade according to the present embodiment.
  • the vane blade 8 and the diaphragm 12 are separate from each other, and the diaphragm 12 is only in contact with the disk 9 of the vane blade 8 in a portion indicated by a region D in FIG. For this reason, even when the diaphragm 12 is deformed in the direction of the arrow B shown in the direction other than the specified direction, the displacement of the diaphragm 12 in the direction other than the specified direction in the portion in contact with the vane blade 8 is the disk 9 of the vane blade 8 of the diaphragm 12.
  • the protruding direction of the wing portion 10 of the vane wing 8 deviates from the specified direction, and the wing portion 10 of the vane wing 8 bites into the peripheral edge of the slit 11 and does not move. Further, when the blade portion 10 of the vane blade 8 passes through the slit 11, the blade portion 10 is rubbed against the peripheral portion of the slit 11, and the friction at that time increases, and the blade portion 10 of the vane blade 8 is worn. An increase in the driving force of the fluid pressure adjusting mechanism 15 can be avoided.
  • the fluid pressure adjusting mechanism 15 sucks fluid from the anti-diffuser side chamber 7b to depressurize the anti-diffuser side chamber 7b, The volume of the anti-diffuser side chamber 7 b is reduced by deforming the diaphragm 12.
  • a force that moves the vane blades 8 in the specified direction to project into the diffuser passage 5 does not work from the diaphragm 12.
  • the disk 9 is urged by the compression spring 14 and abuts against the stopper 13 to be positioned.
  • the blade portion 10 of the vane blade 8 is buried in the diffuser passage wall.
  • the volume of the anti-diffuser side chamber 7b is reduced until the fluid pressure adjusting mechanism 15 separates the diaphragm 12 and the disk 9 of the vane blade 8 positioned by the stopper 13, and the diaphragm 12 is deformed. There will be no steady shape. Therefore, as shown in FIG. 2B, the diaphragm 12 and the disk 9 of the vane blade 8 positioned on the stopper 13 are separated from each other.
  • the centrifugal compressor 1 is operated so as to make the air flow at a high flow rate and a high supercharging pressure, the air flowing through the diffuser passage 5 becomes a high temperature of about 180 ° C., and the vane is buried in the diffuser passage wall.
  • the blade 8 is also at a high temperature through the air flowing from the slit 11.
  • the volume of the anti-diffuser side chamber 7b is reduced by the fluid pressure adjusting mechanism 15 until the diaphragm 12 and the disk 9 of the vane blade 8 positioned by the stopper 13 are separated from each other. Therefore, it is possible to avoid heat transfer from the high-temperature vane blade 8 to the diaphragm 12. Therefore, when the centrifugal compressor 1 is operated so as to make the air flow at a high flow rate and a high supercharging pressure, the diaphragm 12 that is a rubber-like elastic body is thermally deteriorated due to heat transfer from the high-temperature vane blades 8. And the durability reliability of the diaphragm 12 can be improved.
  • the centrifugal compressor according to the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications may be made without departing from the gist of the present invention.
  • the deformable member besides the diaphragm, a bellows may be used, and the material thereof may be a rubber-like elastic body, resin, metal, or the like.
  • the volume of the anti-diffuser side chamber may be reduced by continuously reducing the pressure by the fluid pressure adjusting mechanism.
  • the driving force for deforming the diaphragm may not be the adjustment of the fluid pressure by the fluid pressure adjusting mechanism.
  • the urging member may be a rubber-like elastic body, an elastic body using a resin, or the like in addition to the tension spring.
  • the stopper positions the vane blade against the bias of the compression spring, not only is the position where the vane blade is buried in the diffuser passage wall, but the amount of protrusion of the vane blade to the diffuser passage is less than a predetermined amount. If it is a time, it is sufficient.
  • the predetermined amount is an amount that can correspond to a case where the operation flow rate of the centrifugal compressor is a large flow rate when the projection amount is less than that.

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Abstract

　本発明は、遠心圧縮機において、変形部材の変形を要因としてベーン翼の突出方向が規定方向からそれることを回避する技術を提供することを目的とする。本発明は、ディフューザ通路内に出没自在なベーン翼と、ベーン翼を埋没させるディフューザ通路壁内に設けられる空間と、空間をディフューザ側室と反ディフューザ側室とに仕切り、反ディフューザ側室の容積を変更可能に変形するものであって、反ディフューザ側室の容積を大きくする際の変形によってベーン翼を規定方向に移動させてディフューザ通路に突出させる変形部材と、を備えた遠心圧縮機であって、ベーン翼と変形部材とは別体であり、反ディフューザ側室の容積を大きくする際の変形によって変形部材がベーン翼に接触する部分における規定方向の変位だけがベーン翼に作用する。

Description

遠心圧縮機
　本発明は、ディフューザ通路にベーン翼を出没自在とした遠心圧縮機に関する。
　ベーン翼をダイアフラムと一体化しておき、ダイアフラム内の流体圧を調節してダイアフラムを変形させそのダイアフラムの変形をベーン翼に伝達し、ディフューザ通路にベーン翼を出没自在とした技術が開示されている（例えば特許文献１参照）。これにより特許文献１では、遠心圧縮機の運転流量が小流量であるとディフューザ通路にベーン翼を突出させ、遠心圧縮機の運転流量が大流量であるとディフューザ通路壁にベーン翼を埋没させている。
特開２００１－３２９９９６号公報
　特許文献１の技術では、ダイアフラムがベーン翼に一体化されているので、ダイアフラムの肉厚がバラついていたり、ダイアフラムの一部の硬さが異なっていたりして、ダイアフラムが正確に変形できないと、ベーン翼の突出方向が規定方向からそれてしまう。ベーン翼の突出方向が規定方向からそれてしまうと、ベーン翼が、ベーン翼をディフューザ通路に突出させるスリットの周縁部に食い付いてしまう場合がある。また、ベーン翼がスリットを通過する際のフリクションが大きくなり、ベーン翼の摩耗やベーン翼を動作させるための駆動力の増大が生じてしまう場合がある。
　本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、遠心圧縮機において、変形部材の変形を要因としてベーン翼の突出方向が規定方向からそれることを回避する技術を提供することを目的とする。
　本発明にあっては、以下の構成を採用する。すなわち、本発明は、
　ディフューザ通路内に出没自在なベーン翼と、
　前記ベーン翼を埋没させるディフューザ通路壁内に設けられる空間と、
　前記空間をディフューザ側室と反ディフューザ側室とに仕切り、前記反ディフューザ側室の容積を変更可能に変形するものであって、前記反ディフューザ側室の容積を大きくする際の変形によって前記ベーン翼を規定方向に移動させて前記ディフューザ通路に突出させる変形部材と、
を備えた遠心圧縮機であって、
　前記ベーン翼と前記変形部材とは別体であり、前記反ディフューザ側室の容積を大きくする際の変形によって前記変形部材が前記ベーン翼に接触する部分における規定方向の変位だけが前記ベーン翼に作用する遠心圧縮機である。
　反ディフューザ側室の容積を大きくする際の変形部材の変形においては、変形部材のベーン翼に接触する部分は、ベーン翼をディフューザ通路に突出させる規定方向に変位するだけでなく、規定方向以外の方向にも変位することがある。このとき変形部材のベーン翼に接触する部分がベーン翼に一体化されていれば、変形部材の変形に伴ってベーン翼も規定方向ではなく、規定方向以外の方向に移動してしまうことがある。
　しかしながら本発明では、ベーン翼と変形部材とは別体である。このため、変形部材のベーン翼に接触する部分における規定方向以外の方向の変位は、変形部材のベーン翼に接触する部分をベーン翼に対して転位させるだけで、ベーン翼には作用せず、ベーン翼は規定方向以外の方向へ移動し難くなる。一方、変形部材のベーン翼に接触する部分の規定方向の変位だけは、ベーン翼に作用し、ベーン翼を規定方向に移動させる。したがって、変形部材の変形を要因としてベーン翼の突出方向が規定方向からそれることを回避できる。
　よって、ベーン翼の突出方向が規定方向からそれてしまい、ベーン翼が、ベーン翼をディフューザ通路に突出させるスリットの周縁部に食い付いてしまうことを回避できる。また、ベーン翼がスリットを通過する際のフリクションが大きくなり、ベーン翼の摩耗やベーン翼を動作させる駆動力の増大が生じてしまうことを回避できる。
　前記ベーン翼を前記ディフューザ通路壁に埋没させるように付勢する付勢部材と、
　前記ベーン翼の前記ディフューザ通路への突出量が所定量以下のときに、前記付勢部材の付勢に抗って前記ベーン翼を位置決めするストッパと、
をさらに備え、
　前記変形部材は、前記反ディフューザ側室の容積を小さくすることで、前記ストッパに位置決めされた前記ベーン翼から離間可能であるとよい。
　ここで、所定量とは、それ以下の突出量であると、遠心圧縮機の運転流量が大流量の場合に対応できる量である。
　これによると、ベーン翼のディフューザ通路への突出量が所定量以下の場合には、変形部材を、ストッパに位置決めされたベーン翼から離間させることができる。これにより、ベーン翼から変形部材へ伝熱することを回避できる。したがって、変形部材がベーン翼からの伝熱に起因して熱劣化することを抑制できる。
　遠心圧縮機が気体を高流量かつ高過給圧にさせるよう運転する場合に、前記変形部材と前記ストッパに位置決めされた前記ベーン翼とを離間するまで、前記反ディフューザ側室の容積を小さくするとよい。
　遠心圧縮機が気体を高流量かつ高過給圧にさせるよう運転する場合には、ディフューザ通路を流通する気体が高温になり、ディフューザ通路壁に埋没させたベーン翼も同様に高温になっている。この場合に、変形部材とストッパに位置決めされたベーン翼とを離間するまで、反ディフューザ側室の容積を小さくするので、変形部材とベーン翼とが離間し、高温のベーン翼から変形部材へ伝熱することを回避できる。したがって、遠心圧縮機が気体を高流量かつ高過給圧にさせるよう運転する場合に、変形部材が高温のベーン翼からの伝熱に起因して熱劣化することを抑制できる。
　本発明によれば、遠心圧縮機において、変形部材の変形を要因としてベーン翼の突出方向が規定方向からそれることを回避できる。
本発明の実施例１に係る遠心圧縮機の概略構成を示す図である。 実施例１に係るベーン翼の出没状態を示す図である。 従来のベーン翼の問題点を示す図である。 実施例１に係るベーン翼の特徴を示す図である。
　以下、本発明の具体的な実施例について説明する。
　＜実施例１＞
　（遠心圧縮機の構成）
　図１は、本発明の実施例１に係る遠心圧縮機の概略構成を示す図である。図１に示す遠心圧縮機１は、スクロールケーシング２を備え、スクロールケーシング２内の軸中心に羽根車３を備えている。遠心圧縮機１に流入した気体としての空気は、羽根車３の周方向に等間隔に設けられた羽根４にガイドされて、羽根車３の外周側に設けられたディフューザ通路５に流入する。
　ディフューザ通路５は、スクロールケーシング２の一部であるディフューザ通路壁に挟まれている。図１左側の一方のディフューザ通路壁は、板状のディフューザプレート６で構成されており、ケーシング本体とは別体である。ディフューザプレート６の配置されたディフューザ通路壁内には、ディフューザプレート６で覆うことのできる空間７が設けられている。空間７は、中空円筒状であり、ディフューザ通路５内に出没自在なベーン翼８を収納可能である。
　ベーン翼８は、円環状のディスク９と、ディスク９に一端が固定され周方向に間隔を空けて配置された複数の翼部１０と、を備える。ディフューザプレート６には、ベーン翼８の翼部１０が差し込まれるスリット１１が形成されている。これにより、ベーン翼８のディスク９をディフューザプレート６に近付けると、ベーン翼８の翼部１０がスリット１１からディフューザ通路５内に突出する。一方、ベーン翼８のディスク９をディフューザプレート６（ディフューザ通路５）から離すと、翼部１０がスリット１１にガイドされて空間７に収納されディフューザ通路壁にベーン翼８が埋没する。
　ベーン翼８が収納される空間７には、当該空間７を、ディフューザ側室７ａと反ディフューザ側室７ｂとに仕切り、反ディフューザ側室７ｂの容積を変更可能に変形する変形部材としてのダイアフラム１２が配置される。ダイアフラム１２は、ディフューザ側室７ａ方向に膨らむことのできる環状であり、弾性変形可能なようにゴム状弾性体で構成され、外縁と内縁とが空間７の壁に気密に固定されている。ダイアフラム１２は、反ディフューザ側室７ｂを大きくするよう膨らむことで、ベーン翼８のディスク９をディフューザ通路５側へ押圧することができる。ダイアフラム１２とディスク９とは別体である。ダイアフラム１２が膨らむ変形をしていなければ、ダイアフラム１２とディスク９とは離間するようになっている。つまり、ダイアフラム１２は、反ディフューザ側室７ｂの容積を小さくすることで、ストッパ１３に位置決めされたベーン翼８のディスク９から離間可能である。
　空間７におけるディフューザ側室７ａには、ベーン翼８をディフューザ通路壁に埋没させるようにベーン翼８のディスク９を付勢する付勢部材としての圧縮バネ１４が設けられている。圧縮バネ１４は、ディフューザ側室７ａ内で圧縮されており、ディスク９をディフューザ通路５方向とは反対方向に付勢している。
　ディフューザ側室７ａにおける圧縮バネ１４がベーン翼８のディスク９を付勢してベーン翼８をディフューザ通路壁に埋没させた位置では、圧縮バネ１４の付勢に抗ってベーン翼８のディスク９を位置決めするストッパ１３が設けられている。ディスク９が圧縮バネ１４に付勢された状態でストッパ１３に突き当たることで、ダイアフラム１２の膨らむ変形による作用が無ければ、ベーン翼８をディフューザ通路５に埋没させた状態に維持できる。
　本実施例の遠心圧縮機１には、反ディフューザ側室７ｂ内に流体圧をかける流体圧調節機構１５が設けられている。流体圧調節機構１５と反ディフューザ側室７ｂとの間には、流体圧調節機構１５から反ディフューザ側室７ｂに流体を流通させる流体通路１６が設けられている。
　（遠心圧縮機の動作）
　図２は、本実施例に係るベーン翼の出没状態を示す図であり、図２（ａ）はベーン翼がディフューザ通路内に突出した状態を示し、図２（ｂ）はベーン翼がディフューザ通路壁に埋没した状態を示す。
　遠心圧縮機１が空気を低流量かつ低過給圧にさせるよう運転する場合には、流体圧調節機構１５が、反ディフューザ側室７ｂへ流体を流入させて反ディフューザ側室７ｂを加圧し、ダイアフラム１２に膨らむ変形をさせて反ディフューザ側室７ｂの容積を大きくする。これにより、ダイアフラム１２は変位してベーン翼８のディスク９を押圧するので、ディスク９がベーン翼８の翼部１０をディフューザ通路５に突出させる図示矢印Ａの規定方向に移動し、図２（ａ）に示すようにベーン翼８の翼部１０がスリット１１からディフューザ通路５に突出する。
　図３は、従来のベーン翼の問題点を示す図である。ここで、反ディフューザ側室の容積を大きくする際のダイアフラムの膨らむ変形においては、ダイアフラムのベーン翼のディスクに接触する部分は、ベーン翼のディスクをディフューザ通路に突出させる規定方向に変位するだけでなく、規定方向以外の方向にも変位することがある。このとき図３の領域Ｃに示すダイアフラムのベーン翼のディスクに接触する部分がベーン翼に一体化されていれば、図示矢印Ｂのダイアフラムの膨らむ変形に伴ってベーン翼も図示破線矢印の規定方向ではなく、図示矢印Ｂの規定方向以外の方向に移動してしまうことがある。そうすると、ベーン翼の翼部の突出方向が規定方向からそれてしまい、ベーン翼の翼部が、スリットの周縁部に食い付いて動かなくなってしまうことがある。また、ベーン翼の翼部が食い付かなくてもスリットの周縁部に擦り付けられてしまい、そのときのフリクションが大きくなり、ベーン翼の翼部の摩耗や流体圧調節機構の駆動力の増大が生じてしまうことがある。
　図４は、本実施例に係るベーン翼の特徴を示す図である。本実施例では、ベーン翼８とダイアフラム１２とは別体であり、図４の領域Ｄに示す部分では、ダイアフラム１２がベーン翼８のディスク９に接触しているだけである。このため、ダイアフラム１２が規定方向以外の図示矢印Ｂの方向に変形する場合でも、ダイアフラム１２のベーン翼８に接触する部分における規定方向以外の方向の変位は、ダイアフラム１２のベーン翼８のディスク９に接触する部分をベーン翼８に対して転位させる（位置がずれる）だけで、ベーン翼８には作用せず、ベーン翼８は規定方向以外の方向に移動し難くなる。一方、ダイアフラム１２のベーン翼８のディスク９に接触する部分の規定方向の変位だけは、ベーン翼８に作用し、ベーン翼８を図示矢印Ａの規定方向に移動させる。したがって、本実施例であるとダイアフラム１２の変形を要因としてベーン翼８の翼部１０の突出方向が規定方向からそれることを回避できる。
　よって、ベーン翼８の翼部１０の突出方向が規定方向からそれてしまい、ベーン翼８の翼部１０が、スリット１１の周縁部に食い付いて動かなくなってしまうことを回避できる。また、ベーン翼８の翼部１０がスリット１１を通過する際に翼部１０がスリット１１の周縁部に擦り付けられてしまい、そのときのフリクションが大きくなり、ベーン翼８の翼部１０の摩耗や流体圧調節機構１５の駆動力の増大が生じてしまうことを回避できる。
　一方、遠心圧縮機１が空気を高流量かつ高過給圧にさせるよう運転する場合には、流体圧調節機構１５が、反ディフューザ側室７ｂから流体を吸引して反ディフューザ側室７ｂを減圧し、ダイアフラム１２にしぼむ変形をさせて反ディフューザ側室７ｂの容積を小さくする。これにより、ダイアフラム１２からはベーン翼８をディフューザ通路５に突出させる規定方向に移動させる力が働かなくなる。そして、ディスク９が圧縮バネ１４に付勢され、ストッパ１３に突き当たり位置決めされ、図２（ｂ）に示すようにベーン翼８の翼部１０がディフューザ通路壁に埋没する。
　このとき、流体圧調節機構１５が、ダイアフラム１２とストッパ１３に位置決めされたベーン翼８のディスク９とを離間するまで、反ディフューザ側室７ｂの容積を小さくしており、ダイアフラム１２は変形をしていない定常形状となる。このため、図２（ｂ）に示すように、ダイアフラム１２とストッパ１３に位置決めされたベーン翼８のディスク９とは離間する。ここで、遠心圧縮機１が空気を高流量かつ高過給圧にさせるよう運転する場合には、ディフューザ通路５を流通する空気が約１８０℃の高温になり、ディフューザ通路壁に埋没させたベーン翼８もスリット１１から流入する空気を介して同様に高温になっている。この場合に、ダイアフラム１２とストッパ１３に位置決めされたベーン翼８のディスク９とを離間するまで、流体圧調節機構１５によって反ディフューザ側室７ｂの容積を小さくするので、ダイアフラム１２とベーン翼８のディスク９とが離間し、高温のベーン翼８からダイアフラム１２へ伝熱することを回避できる。したがって、遠心圧縮機１が空気を高流量かつ高過給圧にさせるよう運転する場合に、ゴム状弾性体であるダイアフラム１２が高温のベーン翼８からの伝熱に起因して熱劣化することを抑制でき、ダイアフラム１２の耐久信頼性を向上することができる。
　本発明に係る遠心圧縮機は、上述の実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変更を加えてもよい。例えば、変形部材としては、ダイアフラム以外にも、ベローズでもよく、その材質もゴム状弾性体の他、樹脂や金属等を用いてもよい。また、ダイアフラムとストッパに位置決めされたベーン翼のディスクとを離間する際には、流体圧調節機構によって減圧し続けて反ディフューザ側室の容積を小さくするものでもよい。ダイアフラムを変形させる駆動力も流体圧調節機構による流体圧の調節でなくてもよい。付勢部材としては、圧縮バネ以外にも、引っ張りバネの他、ゴム状弾性体、樹脂等を用いた弾性体等でもよい。ストッパが圧縮バネの付勢に抗ってベーン翼を位置決めする場合としては、ベーン翼がディフューザ通路壁に埋没した位置であるだけでなく、ベーン翼のディフューザ通路への突出量が所定量以下のときである場合であればよい。ここで、所定量とは、それ以下の突出量であると、遠心圧縮機の運転流量が大流量の場合に対応できる量である。
１：遠心圧縮機
２：スクロールケーシング
３：羽根車
４：羽根
５：ディフューザ通路
６：ディフューザプレート
７：空間
７ａ：ディフューザ側室
７ｂ：反ディフューザ側室
８：ベーン翼
９：ディスク
１０：翼部
１１：スリット
１２：ダイアフラム
１３：ストッパ
１４：圧縮バネ
１５：流体圧調節機構
１６：流体通路

Claims (3)

  1. 　ディフューザ通路内に出没自在なベーン翼と、
    　前記ベーン翼を埋没させるディフューザ通路壁内に設けられる空間と、
    　前記空間をディフューザ側室と反ディフューザ側室とに仕切り、前記反ディフューザ側室の容積を変更可能に変形するものであって、前記反ディフューザ側室の容積を大きくする際の変形によって前記ベーン翼を規定方向に移動させて前記ディフューザ通路に突出させる変形部材と、
    　を備えた遠心圧縮機であって、
    　前記ベーン翼と前記変形部材とは別体であり、前記反ディフューザ側室の容積を大きくする際の変形によって前記変形部材が前記ベーン翼に接触する部分における規定方向の変位だけが前記ベーン翼に作用する遠心圧縮機。
  2. 　前記ベーン翼を前記ディフューザ通路壁に埋没させるように付勢する付勢部材と、
    　前記ベーン翼の前記ディフューザ通路への突出量が所定量以下のときに、前記付勢部材の付勢に抗って前記ベーン翼を位置決めするストッパと、
    をさらに備え、
    　前記変形部材は、前記反ディフューザ側室の容積を小さくすることで、前記ストッパに位置決めされた前記ベーン翼から離間可能である請求項１に記載の遠心圧縮機。
  3. 　遠心圧縮機が気体を高流量かつ高過給圧にさせるよう運転する場合に、前記変形部材と前記ストッパに位置決めされた前記ベーン翼とを離間するまで、前記反ディフューザ側室の容積を小さくする請求項２に記載の遠心圧縮機。
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